La combinación de receptores ACE2 bacterianos recombinantes, como la enzima B38-CAP y la isotretinoína, podría ser un tratamiento prometedor para la infección por COVID-19 y sus complicaciones inflamatorias

Este es un pequeño estudio piloto que investiga si hay alguna señal de eficacia que justifique un ensayo de Fase 2B más grande, o cualquier daño que sugiera que dicho ensayo no debería realizarse. Se espera que produzca resultados estadísticamente significativos en los criterios de valoración principales. El investigador examinará todos los datos biológicos, fisiológicos y clínicos para determinar si se justifica un ensayo de Fase 2B.

• El análisis de eficacia primaria se llevará a cabo solo en pacientes que reciban al menos 4 dosis del fármaco combinado activo. Se realizará un análisis de seguridad a todos los pacientes que reciban al menos una dosis del fármaco activo. Está previsto matricular más o igual a 24 sujetos con COVID-19. Se espera tener al menos 12 pacientes evaluables en cada grupo.
• Grupo experimental: 0,4 mg/kg IV BID durante 7 días (no ciego) más ácido retinoico 13 cis en aerosol en forma gradual en 2 dosis divididas aumenta de 0,2 mg/kg/día a 4 mg/kg/día como terapia de isotretinoína inhalada durante 14 días y estándar de atención Grupo de control: estándar de atención Duración de la intervención: hasta 14 días de tratamiento Ningún análisis intermedio planificado.

La combinación de receptores ACE2 bacterianos recombinantes -como la enzima B38-CAP y la isotretinoína podría ser un tratamiento prometedor para la infección por COVID-19- y sus complicaciones inflamatorias

Mahmoud ELkazzaz1

1Departamento de química y bioquímica, Facultad de Ciencias, Universidad Damietta, GOEIC, Egipto.

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Introducción

Los receptores de la enzima convertidora de angiotensina-2 (ACE2) median la entrada en la célula de tres cepas de coronavirus: SARS-CoV, NL63 y SARS-CoV-2. Los receptores ACE2 son ubicuos y se expresan ampliamente en el corazón, los vasos, el intestino, los pulmones (particularmente en los neumocitos y macrófagos de tipo 2), los riñones, los testículos y el cerebro. ACE2 se une principalmente a las membranas celulares y apenas está presente en la circulación en forma soluble. Una importante función saludable de la ACE2 soluble y unida a la membrana es la degradación de la angiotensina II a angiotensina 1-7. En consecuencia, los receptores ACE2 limitan varios efectos perjudiciales resultantes de la unión de la angiotensina II a los receptores AT1, que incluyen vasoconstricción, aumento de la inflamación y trombosis. La mayor generación de angiotensina 1-7 también desencadena efectos protectores contrarreguladores a través de la unión a receptores Mas acoplados a proteína G. Desafortunadamente, la entrada de SARS-CoV2 en las células a través de la fusión de la membrana regula notablemente a la baja los receptores ACE2, con pérdida del efecto catalítico de estos receptores en el sitio externo de la membrana. Se ha notificado un aumento de la inflamación pulmonar y la coagulación como efectos no deseados de los efectos mejorados y sin oposición de la angiotensina II a través del eje del receptor ACE→Angiotensina II→AT1. Los informes clínicos de pacientes infectados con SARS-CoV-2 muestran que varias características asociadas con la infección y la gravedad de la enfermedad (es decir, edad avanzada, hipertensión, diabetes, enfermedad cardiovascular) comparten un grado variable de deficiencia de ACE2. Sugerimos que la regulación a la baja de ACE2 inducida por la invasión viral puede ser especialmente perjudicial en personas con deficiencia inicial de ACE2 asociada con las condiciones anteriores. La deficiencia adicional de ACE2 después de la invasión viral podría amplificar la desregulación entre el eje del receptor ACE→Angiotensina II→AT1 'adverso' y el eje del receptor ACE2→Angiotensina1-7→Mas 'protector'. En los pulmones, dicha desregulación favorecería la progresión de los procesos inflamatorios y trombóticos desencadenados por la hiperactividad local de la angiotensina II sin oposición de la angiotensina 1-7. En este contexto, brACE2 recombinante podría ser un enfoque terapéutico prometedor en pacientes con infección por SARS-CoV-2.

Rescatar el sistema renina-angiotensina (RAS) por B38-CAP ACE2, que es una enzima similar a ACE2 derivada de bacterias

Los beneficios esperados de la enzima similar a ACE2 derivada de B38-CAP, según los datos de investigaciones anteriores, muestran que la enzima similar a ACE2 derivada de B38-CAP realizará la misma función que la ACE2 humana y, al mismo tiempo, será resistente a la proteína de pico COVID porque evolutivamente, está demasiado lejos del ace2 humano y el ACE2 humano es un receptor real de COVID -19, no como la enzima ACE2, y esto se analiza de la siguiente manera:

B38-CAP es una enzima similar a ACE2 derivada de bacterias que suprime la hipertensión y la disfunción cardíaca. La enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) está críticamente involucrada en la fisiología y patología cardiovascular, y actualmente se evalúa clínicamente para tratar la insuficiencia pulmonar aguda. Aquí mostramos que la B38-CAP, una carboxipeptidasa derivada de Paenibacillus sp. B38, es una enzima similar a ACE2 para disminuir los niveles de angiotensina II en ratones. En el análisis de la estructura 3D de la proteína, el homólogo de B38-CAP comparte una similitud estructural con el ACE2 de mamífero con una identidad de secuencia baja. In vitro, la proteína B38-CAP recombinante catalizó la conversión de angiotensina II en angiotensina 1-7, así como otros péptidos diana de ACE2 conocidos. El tratamiento con B38-CAP suprimió la hipertensión inducida por angiotensina II, la hipertrofia cardíaca y la fibrosis en ratones. Además, B38-CAP inhibió la hipertrofia patológica inducida por sobrecarga de presión, la fibrosis miocárdica y la disfunción cardíaca en ratones. Nuestros datos identifican la B38-CAP bacteriana como una carboxipeptidasa similar a ACE2, lo que indica que la evolución ha dado forma a una carboxipeptidasa bacteriana en una enzima similar a ACE2 humana. La ingeniería bacteriana podría utilizarse para diseñar fármacos proteicos mejorados para la hipertensión y la insuficiencia cardíaca. Por el contrario, se ha demostrado que el tratamiento con proteína ACE2 humana recombinante (rhACE2), que carece de su dominio anclado a la membrana y por lo tanto soluble, exhibe efectos beneficiosos en varios modelos animales, incluida la insuficiencia cardíaca, la lesión pulmonar aguda y la nefropatía diabética, etc. adelante. rhACE2 se prueba actualmente en la clínica para tratar pacientes infectados con SDRA y COVID-19. Usando cultivos celulares y organoides, investigadores del Instituto Karolinska en Suecia y la Universidad de Columbia Británica (UBC) en Canadá, demostraron que al agregar una variante genéticamente modificada de ACE2, llamada enzima convertidora de angiotensina soluble recombinante humana 2 (hrsACE2), COVID -19 no pudo ingresar a las celdas. El artículo, publicado en Cell, muestra que hrsACE2 tuvo un efecto dependiente de la dosis del crecimiento viral del SARS-CoV-2 y pudo reducirlo en un factor de 1000 a 5000 en cultivos celulares. A pesar de sus efectos beneficiosos, rhACE2 es una proteína glicosilada y, por lo tanto, su preparación requiere un sistema de expresión de proteínas con células de mamífero o insecto que consume mucho tiempo y dinero, lo que puede no ser ventajoso en el desarrollo de fármacos y la economía médica. está asociado con la infusión crónica de rhACE2 que resulta en la degradación de rhACE226, esto no se observó para B38-CAP; no hubo anticuerpos contra B38-CAP detectables en el suero de ratones infundidos con B38-CAP durante 2 semanas. La implantación de minibombas osmóticas llenas de B38-CAP suprimió significativamente la hipertensión inducida por Ang II en ratones conscientes. afectando el ritmo cardiaco. Estos resultados indican que B38-CAP antagoniza el efecto vasopresor de Ang II. Por lo tanto, el investigador principal espera y sugiere que el tratamiento con receptores ACE2 bacterianos clonados, como la enzima B38-CAP, podría ser una infección prometedora de COVID-19, y el fármaco para prevenir lesiones pulmonares mejor que el ACE2 humano recombinante además de brsACE2, se espera que atraiga al virus a adherirse a la copia en lugar de a las células reales... Evita que el virus infecte las células en el mismo grado y debería conducir a una reducción en el crecimiento del virus en los pulmones y otros órganos. Un estudio mostró que la proteína B38-CAP recombinante regula a la baja los niveles de Ang II en ratones y antagoniza la hipertensión inducida por Ang II, la hipertrofia cardíaca patológica y la fibrosis miocárdica. Un estudio mostró los efectos beneficiosos de B38-CAP en la patología de la insuficiencia cardíaca inducida por sobrecarga de presión en ratones sin toxicidades evidentes y también el pretratamiento de B38-CAP reguló marcadamente a la baja un aumento masivo de los niveles plasmáticos de Ang II a los 5 minutos después de la inyección de Ang II. a los fármacos utilizados actualmente para inhibir la generación o la señalización de Ang II, como los inhibidores de la ECA o los bloqueadores de los receptores de angiotensina, la modulación descendente directa de los niveles de Ang II por la proteína rhACE2 es uno de los candidatos prometedores para una nueva estrategia terapéutica en enfermedades cardiovasculares y otras Ang II. -enfermedades relacionadas, p. SDRA. Por otro lado, aunque la producción en masa de rhACE2 como fármaco proteico cuesta debido al requisito de los sistemas de expresión de células de mamíferos, B38-CAP se prepara fácilmente con el sistema de expresión de E. coli y es rentable. La eficacia terapéutica y la menor toxicidad en modelos de insuficiencia cardíaca en ratones justificarían una mayor investigación de B38-CAP u otras carboxipeptidasas microbianas en modelos de enfermedades. Además, la enzima humana similar a ACE2 en bacterias podría allanar el camino a una nueva estrategia para diseñar la evolución de proteínas bacterianas para un mejor diseño y preparación de fármacos de proteínas recombinantes. Finalmente, el investigador principal espera que el tratamiento con la enzima similar a ACE2 en bacterias B38-CAP pueda ser hacer el mismo mecanismo de rhACE2 en la inhibición de COVID -19 y el otro mecanismo sugerido es que la enzima similar a ACE2 en bacterias B38-CAP inyectada en el cuerpo humano hará la misma función que la ACE2 humana y al mismo tiempo será resistente a Proteína de pico de COVID porque evolutivamente está demasiado lejos de la ace2 humana y la ACE2 humana es un receptor real de COVID -19, no una enzima similar a la ACE2 y también entre las tres carboxipeptidasas bacterianas que probamos, solo B38-CAP mostró dependencia de la actividad proteolítica en la concentración de aniones , que es característico de la actividad ACE2. B38-CAP también mostró un pH óptimo de 7,5 equivalente a rhACE2. Además, IC50 de MLN-4760 también fue equivalente entre rhACE2 y B38-CAP. Aunque B38-CAP exhibió una actividad proteolítica bastante similar a la de rhACE2, parece haber una diferencia en la especificidad de sustrato entre dos enzimas. Por lo tanto, el investigador principal también espera que la enzima similar a B38-CAP ACE2 no sea reconocida por la proteína de pico COVID-19 pero en el mismo tiempo hará la misma función de ACE2 humana además de la regulación negativa de ACE2 humana que es el receptor real de COVID -19

Bloqueo del receptor ACE2 del COVID -19 que son los verdaderos receptores del mismo

La isotretinoína (13cis RA) puede inhibir la entrada de COVID 2019 a través de la regulación negativa de ACE2 a través de una acción como el shRNA dirigido a la expresión del gen ACE2 y esto se analiza a continuación:

La pandemia de COVID-19 provocada por el SARS-COV-2 ha infectado a más de 2.000.000 de personas provocando más de 150.000 muertes. Una proteína celular huésped clave necesaria para la entrada del virus es la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2), cuya expresión se ha demostrado en muchos tejidos, incluidas las células epiteliales alveolares de tipo II en los pulmones, la mucosa oral y el intestino, el corazón, los riñones, el endotelio y la piel. Las células que expresan ACE2 pueden actuar como células caseras y son propensas a la infección por SARS-CoV-2, ya que el receptor ACE2 facilita la entrada y la replicación viral celular. Un estudio demostró que los pacientes con hipertensión y diabetes mellitus pueden tener un mayor riesgo de infección por SARS-CoV-2, ya que estos pacientes a menudo son tratados con inhibidores de la ECA (ACEI) o bloqueadores del receptor de angiotensina II tipo I (ARB), que han sido sugerido previamente para aumentar la expresión de ACE2. En otro estudio realizado por Sinha et al, que analizó un conjunto de datos del Mapa de Conectividad (CMAP) disponible públicamente de perfiles transcriptómicos pre/post para el tratamiento farmacológico en líneas celulares para más de 20 000 moléculas pequeñas, la isotretinoína fue el regulador descendente más fuerte de los receptores ACE 2. Por otro lado, encontraron 6 medicamentos en CMAP que actualmente se están investigando en ensayos clínicos para el tratamiento de COVID-19 (cloroquina, talidomida, metilprednisolona, ​​losartan, lopinavir y ritonavir, de clinictrials.gov), ninguno de los cuales alteró significativamente la expresión de ACE2 (P>0.1) Además, otro estudio demostró que la isotretinoína es un posible inhibidor de la proteasa similar a la papaína (PLpro), que es una proteína codificada por los genes del SARS-CoV-2 y se considera una de las proteínas a las que se debe apuntar en el tratamiento de COVID-19 mediante la realización de pruebas virtuales basadas en objetivos. la detección de ligandos, como el investigador principal discutió antes, (13cRA) es el regulador descendente más fuerte de ACE2. y el investigador principal espera que 13cRA pueda inhibir y regular a la baja la expresión de ACE2, lo que sugiere su potencial terapéutico para prevenir la entrada de COVID 2019 a la célula huésped.